(57)【要約】【課題】肺からの分泌物一掃を補助するために、吸気と呼気の両方で治療を施す連続高周波振動呼吸器具。【解決手段】固定シュラウドベンチュリ患者インタフェース回路が、薬剤エアロゾルと組み合わされて、連続高周波振動治療を施す。患者インタフェース回路内の固定開口が、流入及び流出を可能にし、呼気を可能にして連続する息の蓄積を防止するよう較正される。【選択図】図１
2005095625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続高周波振動呼吸治療装置であって、
加圧された気体源と、
気体源からの流れを調整する減圧調整器と、
少なくとも１ヘルツ、多くとも１５ヘルツの割合で連続した正の気体流を中断し、それによって気体流がほぼ一定の圧力振幅で拍動するようになる手段と、
流入及び流出を可能にするため雰囲気に対して開放した少なくとも１つの所定サイズの開口と、エアロゾルの同伴のために噴霧器に接続可能なエアロゾル同伴ポートとを有するシュラウドに入った固定ベンチュリ・チューブを組み込んだ患者インタフェース回路とを備え、
前記連続気体流中断手段が前記少なくとも１つの開口と組み合わされて、呼気を可能にし、患者の気道内にガスの連続的ボリュームが蓄積するのを防止するよう較正される装置。
【請求項２】
気体流の調節と拍動率の調節とのうち少なくとも１つが工場で予め設定され、それにより最適設定の大部分が予め決定され、使用の単純さが最大限になる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
流入及び流出を増加させ、減少させるため、少なくとも１つの開口を部分的に閉塞することができる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記開口の不注意による閉塞を防止する手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
治療期間の終了時に前記装置を自動的にオフに切り換えること、及び治療期間が終了したことを患者に通知する警告を発することのうち少なくとも一方を実行することができるタイミング器具をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置の使用を追跡し、それによって患者と呼吸治療とのコンプライアンスを確認することができる手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
患者インタフェース回路に接続された噴霧器に薬剤を給送することができる元となる薬剤リザーバをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの開口が、主に気体の入口用に指定されており、同伴される気体の内容を制御するために指定された気体源に接続され、少なくとも１つの開口が、主に気体の出口用に指定されており、排出気体を収集する、雰囲気に対して開放であるリザーバに接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記患者インタフェース回路が、人工呼吸器回路につながること、及びそれに組み込まれることのうち少なくとも一方である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記加圧気体が装置内の電子コンプレッサから供給される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
装置の構成要素のうち少なくとも幾つかが、装置の他の構成要素との適合性を示す識別器具を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記識別手段が、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ器具及びＲＦＩＤトランシーバ器具の少なくとも一方を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
連続高周波振動呼吸治療装置とともに使用する患者インタフェース回路であって、
患者インタフェース回路を連続高周波振動呼吸治療装置につなげる手段と、
流入及び流出を可能にするため雰囲気に対して開放した少なくとも１つの所定サイズの開口と、エアロゾルの同伴のために噴霧器に接続可能なエアロゾル同伴ポートとを有するシュラウドに入った固定ベンチュリ・チューブとを備え、
患者インタフェース回路の前記少なくとも１つの開口が、連続高周波振動呼吸治療装置とともに、呼気を可能にして、患者の気道内に気体の連続的ボリュームが蓄積するのを防止するよう較正される患者インタフェース回路。
【請求項１４】
連続高周波振動呼吸治療装置であって、
加圧された気体源と、
気体源からの流れを調整する減圧調整器と、
少なくとも１ヘルツ、多くとも１５ヘルツの所定の予め設定した割合で連続した正の気体流を中断し、それによって気体流がほぼ一定の圧力振幅で拍動するようになる手段と、
流入及び流出を可能にするため雰囲気に対して開放した少なくとも１つの所定サイズの開口と、エアロゾルの同伴のために噴霧器に接続可能なエアロゾル同伴ポートとを有するシュラウドに入ったベンチュリ・チューブを組み込んだ患者インタフェース回路とを備え、
前記連続気体流中断手段が前記少なくとも１つの開口と組み合わされて、呼気を可能にし、患者の気道内にガスの連続的ボリュームが蓄積するのを防止するよう較正される装置。
【請求項１５】
前記装置への気体流調節が、工場で予め設定される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
流入及び流出を増加及び減少させるために少なくとも１つの開口を部分的に閉塞することができる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記開口の不注意による閉塞を防止する手段をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
治療期間の終了時に前記装置を自動的にオフに切り換えること、及び治療期間が終了したことを患者に通知する警告を発することのうち少なくとも一方を実行することができるタイミング器具をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置の使用を追跡し、それによって患者と呼吸治療とのコンプライアンスを確認することができる手段をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
患者インタフェース回路に接続された噴霧器に薬剤を給送することができる元となる薬剤リザーバをさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの前記開口が、主に気体の入口用に指定されており、同伴される気体の内容を制御するために指定された気体源に接続され、少なくとも１つの前記開口が、主に気体の出口用に指定されており、排出気体を収集するリザーバに接続されること、及び雰囲気に対して開放されることのうち少なくとも一方である、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記患者インタフェース回路が、人工呼吸器回路につながること、及びそれに組み込まれることのうち少なくとも一方である、請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記加圧気体が装置内の電子コンプレッサから供給される、請求項１４に記載の装置。
【請求項２４】
装置の構成要素のうち少なくとも幾つかが、装置の他の構成要素との適合性を示す識別器具を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２５】
前記識別手段が、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ器具及びＲＦＩＤトランシーバ器具の少なくとも一方を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
連続高周波振動呼吸治療装置であって、
加圧された気体源と、
気体源からの流れを調整する予め設定した減圧調整器と、
少なくとも１ヘルツ、多くとも１５ヘルツの所定の予め設定した割合になるよう正の気体流を中断し、それによって気体流がほぼ一定の圧力振幅で拍動するようになる手段と、
雰囲気に対して開放した少なくとも１つの所定サイズの開口と、エアロゾルの同伴のために噴霧器に接続可能なエアロゾル同伴ポートとを有するシュラウドに入ったベンチュリ・チューブを組み込んだ患者インタフェース回路とを備え、
前記連続気体流中断手段が前記少なくとも１つの開口と組み合わされて、呼気を可能にし、患者の気道内にガスの連続的ボリュームが蓄積するのを防止するよう較正される装置。
【請求項２７】
流入及び流出を増加させ、減少させるため、少なくとも１つの開口を部分的に閉塞することができる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記開口の不注意による閉塞を防止する手段をさらに含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
治療期間の終了時に前記装置を自動的にオフに切り換えること、及び治療期間が終了したことを患者に通知する警告を発することのうち少なくとも一方を実行することができるタイミング器具をさらに含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記装置の使用を追跡し、それによって患者と呼吸治療とのコンプライアンスを確認することができる手段をさらに含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
患者インタフェース回路に接続された噴霧器に薬剤を給送することができる元となる薬剤リザーバをさらに含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
少なくとも１つの前記開口が、主に気体の入口用に指定されており、同伴される気体の内容を制御するために指定された気体源に接続され、少なくとも１つの前記開口が、主に気体の出口用に指定されており、排出気体を収集するリザーバに接続されること、及び雰囲気に対して開放されることのうち少なくとも一方である、請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
前記患者インタフェース回路が、人工呼吸器回路につながること、及びそれに組み込まれることのうち少なくとも一方である、請求項２６に記載の装置。
【請求項３４】
前記加圧気体が装置内の電子コンプレッサから供給される、請求項２６に記載の装置。
【請求項３５】
装置の構成要素のうち少なくとも幾つかが、装置の他の構成要素との適合性を示す識別器具を含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３６】
前記識別手段が、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ器具及びＲＦＩＤトランシーバ器具の少なくとも一方を備える、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
連続高周波振動呼吸治療装置であって、
加圧された気体源と、
気体源からの流れを調整する減圧調整器と、
少なくとも１ヘルツ、多くとも１５ヘルツの割合で正の気体流を中断し、それによって気体流がほぼ一定の圧力振幅で拍動するようになる手段と、流入及び流出を可能にするために雰囲気に対して開放した少なくとも１つの所定サイズの開口、及びエアロゾルの同伴のために噴霧器に接続可能なエアロゾル同伴ポートを有するシュラウドに入った固定ベンチュリ・チューブとを組み込んだ患者インタフェース回路とを備え、前記連続気体流中断手段が前記少なくとも１つの開口と組み合わされて、呼気を可能にし、患者の気道内にガスの連続的ボリュームが蓄積するのを防止するよう較正される装置。
【請求項３８】
前記装置の気体流及び拍動率の調節のうち少なくとも１つが工場で予め設定され、それにより最適設定の大部分が予め決定され、使用の単純さが最大限になる、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
流入及び流出を増加させ、減少させるため、少なくとも１つの開口を部分的に閉塞することができる、請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記開口の不注意による閉塞を防止する手段をさらに含む、請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
治療期間の終了時に前記装置を自動的にオフに切り換えること、及び治療期間が終了したことを患者に通知する警告を発することのうち少なくとも一方を実行することができるタイミング器具をさらに含む、請求項３７に記載の装置。
【請求項４２】
前記装置の使用を追跡し、それによって患者と呼吸治療とのコンプライアンスを確認することができる手段をさらに含む、請求項３７に記載の装置。
【請求項４３】
患者インタフェース回路に接続された噴霧器に薬剤を給送することができる元となる薬剤リザーバをさらに含む、請求項３７に記載の装置。
【請求項４４】
少なくとも１つの前記開口が、主に気体の入口用に指定されて、同伴される気体の内容を制御するために指定された気体源に接続され、少なくとも１つの前記開口が、主に気体の出口用に指定されており、排出気体を収集するリザーバに接続されること、及び雰囲気に対して開放されることのうち少なくとも一方である、請求項３７に記載の装置。
【請求項４５】
前記患者インタフェース回路が、人工呼吸器回路につながること、及びそれに組み込まれることのうち少なくとも一方である、請求項３７に記載の装置。
【請求項４６】
前記加圧気体が装置内の電子コンプレッサから供給される、請求項３７に記載の装置。
【請求項４７】
装置の構成要素のうち少なくとも幾つかが、装置の他の構成要素との適合性を示す識別器具を含む、請求項３７に記載の装置。
【請求項４８】
前記識別手段が、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグ器具及びＲＦＩＤトランシーバ器具の少なくとも一方を備える、請求項４７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は肺からの粘液分泌物の除去を容易にするため、吸気及び呼気の両方中に連続高周波振動療法を与える治療用呼吸器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康な人は、肺からの粘液分泌物を双方向空気流と「粘膜繊毛エスカレータ」と呼ばれる微小な毛髪状小胞のシステムによって一掃する。分泌物上を通過する空気流は剪断力を生成し、これは粘膜繊毛エスカレータと組み合わせられて、粘液を下気道から上気道へと運搬する。そこからは、咳によって分泌物を除去することができる。
【０００３】
しかし、罹患中は人の通常の分泌物除去能力が損なわれることがある。自然の分泌物一掃メカニズムがさらに大きい困難に遭遇すると、分泌物が肺、気管支及び気管に蓄積し、病気がさらに悪化する可能性が高くなる。肺の温暖で湿潤な環境に粘液分泌物が滞留すると、細菌成長にとってすばらしい機会を生み出す。また、滞留した分泌物は、肺の気体交換能力を阻害し、肺新生物の危険性を高めるおそれがある。肺を開放し、分泌物がない状態に維持することは、肺系の健康な防御を維持するために不可欠である。
【０００４】
人々が加齢するにつれて及び空気の品質が低下するにつれて、呼吸系に対する攻撃は起き続けている。根治的肺感染に加えて、米国のみでも慢性肺疾患と診断された人が１６００万人程度いて、診断されていない人がさらに１６００万人いると推定される。保健医療と生産時間損失との両方に伴う費用は驚異的である。
【０００５】
肺疾患に伴う費用の上昇、及び肺をクリアに維持することの重要性から、臨床医と患者とは同様に、分泌物の可動化を促進可能な単純で安価な治療器具を追求している。しかし、入手可能な器具の多様性にもかかわらず、全体的な利点の証拠を示すものは少ない。
【０００６】
１９７０年代後期にスウェーデンの麻酔科医が、１分間に６０回の呼吸、つまり１ヘルツを与えるよう人工呼吸器をプログラミングすることにより生命維持に「高周波換気」の使用を開拓した。その後、気道への高周波気体送出の適用は、分泌物の可動化に、特に薬用エアロゾルと組み合わせた場合、好ましい結果を示すことが判明した。この治療法の正確なメカニズムは完全には理解されていないが、おそらく気道中の空気の柱が高周波気体パルスによって振動するにつれ、粘液の粘度は、感染の副産物として存在する傾向があるＤＮＡ及びＦ−アクチンなどの比較的大きい分子鎖の一部を解くことによって減少する。また、高周波で断続的な気体送出は、風の剪断力を生成する双方向流に寄与し、これは頭方向態様に分泌物を可動化するのに役立つ。しかし、治療的には有望でも、この治療を必要とする人の大多数には、これが使用できない。現在の技術が複雑すぎ、したがって最終的には費用がかかりすぎるからである。
【０００７】
米国特許第４，５９２，３４９号、第４，８０５，６１３号、第４，８３８，２６０号、第４，９３０，５０１号、第５，００７，４２０号、第５，１１６，０８８号、第５，１６５，３９８号、及び第５，８６２，８０２号は、高周波振動気体流をエアロゾルと組み合わせる人工呼吸器について記載している。しかし、この人工呼吸器は主に生命維持用に設計されているので、吸気から呼気への相シフト間に開閉する比較的複雑な機械的弁を組み込んだ患者用アダプタを介して患者に接続される。
【０００８】
米国特許第４，５９２，３４９号は、開位置と閉位置との間を動くような態様で滑動自在に装着されたベンチュリを有する呼気弁アセンブリとして、「空気圧クラッチ手段」について記載している。滑動ベンチュリの患者用アダプタは、生命維持の人工呼吸を与えるには非常に有効であるが、単純で安価な治療器具に入れるには複雑で、嵩張り、製造費がかかりすぎる。患者インターフェースは、多様な材料で作成した幾つかの可動部品の製造を必要とする。開閉位置間の一定の滑動によって生じる摩擦はやがて弁構成要素を疲労させ、これを交換しなければならない。また、滑動ベンチュリ患者インターフェースは、サイズ及び重量の減少を妨げる限界寸法必要とする。
【０００９】
米国特許第４，５９２，３４９号に記載された上記の器具とともに使用する患者用アダプタの代替実施形態は、固定ベンチュリを使用するが、それにもかかわらず吸気と呼気の間で開閉する機械的呼気弁を組み込むか、取り付けなければならない。この設計も、生命維持の人工呼吸を与えるには有効であるが、単純で安価な呼吸治療器具に使用するには、患者コネクタが複雑で、費用がかかりすぎることになる。
【００１０】
製造及び維持の複雑性により、高価になることに加え、肺に高周波振動治療を現在与えることができる器具は、分かりにくく、使用が困難である。患者の十分な訓練か、治療を施す訓練された専門家が必要である。上記で引用した米国特許第４，５９２，３４９号は、この生命維持用人工呼吸器のより単純なタイプも記載しており、これは特に治療に使用するよう意図されている。しかし、この単純化して小型化したタイプでも、呼気中に気体送出を終了するメカニズム、さらに治療期間中の圧力とパルスの両方の周波数調節を設けて設計されている。このような設計により、器具は製造費がかかり、かつ使用法が複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、単純かつ安価に製造することができる連続高周波振動呼吸治療器具を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、ほどんと、又は全く訓練を必要としないように、十分に単純に使用される連続高周波振動呼吸治療器具を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、患者にパルスを送出し、患者が気道に連続した気体のボリュームを積み重ねることなく呼気することができるようにする連続高周波振動呼吸治療器具を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、維持が単純かつ費用がかからない連続高周波振動呼吸治療器具を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、使用中の安全性を最大限にする連続高周波振動呼吸治療器具を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、都合良く移動するのに十分なほど小型かつ軽量である連続高周波振動呼吸治療器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、粘膜分泌物の一掃を補助するために吸気と呼気の両方で肺に連続高周波振動治療法を与える単純な装置である。該装置は、加圧気体源と、減圧レギュレータと、流れ中断器と、噴霧器と、固定開口シュラウドベンチュリとを患者インタフェース内に備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、ソース気体１に取り付けた加圧された気体源と、気体供給チューブ２と、減圧レギュレータ３と、流れ中断弁７と、回路チューブ１０及び２５、呼吸ヘッド・アセンブリ１１及び噴霧器２１で構成された患者インタフェース回路とを備えた連続高周波振動呼吸治療装置の略図を示す。ソース気体１はソース気体供給チューブ２によって減圧レギュレータ３につながる。減圧レギュレータ３は、ボアが小さい（内径１／８”）チューブ４を介してコネクタＴ字管５に接続される。コネクタＴ字管５の一方端はチューブ２２に取り付けられ、コネクタＴ字管５の他方端はチューブ６に取り付けられる。
【００１９】
自身内に減圧オリフィス２３を有するチューブ２２は、一方端がコネクタＴ字管５に、他方端は回路コネクタ２４につながる。回路チューブ２５は、一方端が回路コネクタ２４に、他方端が噴霧器２１につながる。
【００２０】
チューブ６は、一方端がコネクタＴ字管５に、他方端が流れ中断弁７、例えばＰｅｒｃｕｓｓｉｏｎａｉｒｅ  Ｃｏｒｐ．が製造するモデルＡ５０１４６の空気圧「論理セル・カートリッジ」につながる。流れ中断弁７の他方端は、回路コネクタ９につながるチューブ８につながる。回路コネクタ９は、回路チューブ１０の一方端につながり、回路チューブ１０の他方端は呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後端部につながる。
【００２１】
呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後部に向かう頂部には後部開口１４が位置する。前方開口１５は、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の前部に向かう途中の約３／４の位置に配置される。マウスピース１８及びマウスピース開口１９が、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の前端にある。噴霧器２１が、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後端に向かう底部に位置するエアロゾル同伴ポート２０に接続される。
【００２２】
図２は、回路チューブ１０及び２５と、呼吸ヘッド・アセンブリと、マウスピース１８と、噴霧器２１とを備える患者インタフェース回路の断面側面図をさらに詳細に示す。回路チューブ２５は噴霧器２１の底部につながり、これは呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後部底部分に位置するエアロゾル同伴ポート２０につながる。回路チューブ１０は、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後部分に位置する注入ノズル１３に直接つながることにより、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後端部につながる。
【００２３】
呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後部分において、上記の注入ノズル１３は、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の外殻を雰囲気に対して開放する後部開口１４の少なくとも１つである。呼吸ヘッド・アセンブリ１１の内側には、ベンチュリ・チューブ１７が装着され、これは、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の外殻がベンチュリ・チューブ１７のシュラウドとして機能するような態様で、後部が後部ベンチュリ支持フランジ３０の環状支持部で固定され、呼吸ヘッド１１の中央付近が２つの前方ベンチュリ支持フランジ２８及び２９で固定される。後部ベンチュリ支持フランジ３０は、幾つかの後部フランジ連絡口１６を含み、該連絡口はこれを通ってフランジ３０の両側間の連絡を周辺で可能にする長手方向穴である。同様に、前方ベンチュリ支持フランジ２８及び２９は、幾つかの前方フランジ連絡口２６及び２７によって周方向及び長手方向に穿孔され、フランジ２８及び２９それぞれの両側間の連絡を可能にする。呼吸ヘッド・アセンブリ１１の中央付近の頂部には、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の外殻の内部を雰囲気に対して開放する前方開口１５の少なくとも１つがある。ベンチュリ・チューブ１７の前方部分は、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後部キャビティからマウスピース１８及びマウスピース開口１９を通って延在する連絡回廊を完成する周方向の連絡スペース１２を可能にするよう、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の側部から十分に隔置される。
【００２４】
図３は、回路チューブ１０及び２５と呼吸ヘッド・アセンブリ１１と噴霧器２１とマウスピース１８とを備える患者インタフェース回路のさらに詳細な断面上面図である。回路チューブ２５は噴霧器２１の底部につながる。回路チューブ１０は、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後部分に配置された注入ノズル１３に直接つながることにより、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後端部につながる。この上面図は、後部開口１４及び前方開口１５の配置を示し、これは呼吸ヘッド・アセンブリ１１の外殻を雰囲気に対して開放する。
【００２５】
図１、図２及び図３で図示した呼吸治療装置の動作は、エアロゾル同伴ポート２０から最初に外すことにより、所定の薬剤液を噴霧器２１に充填することで開始する。充填した噴霧器２１を再度取り付けた後、ソース気体１をオンに切り換えて治療を開始し、これは器具内のコンプレッサ、又は空気又は酸素などの外部加圧気体源でよい。気体は、ソース気体供給チューブ２を通って減圧レギュレータ３に入り、それによって適切な一定流へと調整される。減圧レギュレータ３は、治療を最大限に単純化するため、工場で所望の流量に予め設定することができる。調整された気体は、次にチューブ４を通ってコネクタＴ字管５へと流れ、これは気体を２本の流れに分割する。一方の気体はチューブ２２に入り、ここで減圧オリフィス２３によってさらに調整され、次に回路コネクタ２４へと続く。回路コネクタ２４は、回路チューブ２５につながり、これは気体を噴霧器２１の底部へと搬送する。噴霧器２１は、薬剤液をエアロゾルに変換し、これはエアロゾル同伴ポート２０に入って、エアロゾルを呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後部キャビティに導入する。
【００２６】
その一方、コネクタＴ字管５で分割された気体の他方の流れは、引き続きチューブ６に入り、流れ中断弁７へと進む。弁７は、流れが１から１５ヘルツの割合でほぼ等しいボリューム、つまりパルスに分割されるよう、一定の気体流を高周波パルスに切り刻む。弁７は、治療を最大限に単純化するため、工場で所定の割合に予め設定することができる。流れは一定であり、パルスはほぼ等しいので、その結果の拍動圧力の振幅はほぼ一定である。つまり、各パルスの最低圧力と最高圧力の差がほぼ等しい。
【００２７】
次に、高周波流は引き続き回路８を通って回路コネクタ９に至る。回路コネクタ９は回路チューブ１０につながり、これは気体を呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後部分に搬送する。ここで、高周波パルスは注入ノズル１３に入り、該注入ノズルはパルスをベンチュリ・チューブ１７の後部開口に案内する。
【００２８】
連続高周波拍動流はベンチュリ・チューブ１７に入り、ベンチュリ・チューブは流れを増幅するか、減衰することができる。流れがベンチュリ・チューブ１７に入ると、マウスピース開口１９で抵抗がほとんど、又は全くないので、流れは増幅される。流れがベンチュリ・チューブ１７の狭隘スロートに遭遇すると、その速度が増大する。次に、追加の気体が２つのプロセスによって後部開口１４を介して入る。第１に、高速化すると、周囲の圧力が低下して、１７３８年にスイスの数学者ダニエル・ベルヌーイが最初に述べた真空効果を生成し、追加の気体を引き入れるか、同伴させる。第２に、高速の分子と隣接する低速分子間の摩擦が、低速気体分子を高速気体流に引き入れる効果を有する。
【００２９】
実際に、雰囲気の気体が、後部開口１４及びエアロゾル同伴ポート２０を通して呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後部キャビティに引き込まれる。気体の速度が上昇すると、同伴気体の体積が増加し、したがって全体の流量が増加する。
【００３０】
しかし、マウスピース開口１９での抵抗が増大するので、同伴プロセスが妨げられ、全体的な流れが減衰する。ベンチュリ内の速度が低下し、同伴及び流れの両方が減少する。したがって、器具によって患者はそこへと呼気することができ、器具には内蔵安全メカニズムが設けられる。患者が呼気するか、気道のコンプライアンスが低下すると、ベンチュリ・チューブの下流の抵抗が増加する。その結果生じた送出流の減少は、圧力も低下させ、それによって気道を保護し、患者が呼気できるようにする。
【００３１】
注入ノズル１３からの高周波拍動流、ポート２０からのエアロゾル、及び後部同伴ポート１４からの大気の混合物が、引き続きベンチュリ・チューブ１７の周方向連絡スペースを通り、その前方開口を出てマウスピース１８に入り、マウスピース開口１９から出て患者に至る。患者は、マウスピース１８の周囲で口を閉じ、エアロゾル化された気体のパルスを吸気し、これを肺の深部に入れる。次に患者は、治療が続くにつれ、マウスピース開口１９へと呼気を戻す。後部開口１４、前方開口１５、後部フランジ連絡口１６、及び前方フランジ連絡口２６及び２７の組合せにより、流れの出入りが両方とも可能になり、治療中に弁を開閉する複雑なメカニズムを必要とせずに、吸気と呼気との両方に働く。
【００３２】
患者が高周波振動呼吸治療を続けるにつれて、幾つかの事が起こり始める。誘導気道中の薬剤エアロゾル及び空気柱の振動が、分泌物の粘度低下に役立つ。気体の断続的高周波送出によって生成される２レベルの流れが、風剪断力を生成し始める。小さいパルスが気道に入り、次に流れが瞬間的に停止する。この休止中に、上部気道中の圧力がゼロまで低下する。以前に気道内へ送出された小さいボリュームの気体は、ここで出始め、上部気道のゼロ圧力によって瞬間的に妨げがなくなる。このように出るボリュームの気体が加速すると、分泌物を小さい遠位気道から上部気道のこれより大きい開口へと連続的に押し、ここでさらに容易に除去することができる。
【００３３】
高周波振動治療期間を通して、患者がマウスピース開口１９を通して吸気し、呼気するにつれて、断続的正圧パルスが絶えず続く。吐き出された息は、マウスピース開口１９から周方向連絡スペース１２に入り、前方開口１５を出る。後部開口１４及び前方開口１５は、高周波正圧気体流が続いても、患者がマウスピース開口１９へと呼気を戻すことができるよう、流れ中断器７で較正される。この較正により、吸入した息が気道内に連続的に蓄積するのを防止するため、呼息が逃げるのに十分なチャンスができる。
【００３４】
図４は、自身内に本発明の連続高周波振動呼吸治療装置とともに使用する正圧気体流を中断する手段を含む患者インタフェース回路の代替実施形態断面側面図を示す。流れ中断弁７は、呼吸ヘッド・アセンブリ１１の最後部分に直接取り付けられる。
【００３５】
調整された気体は、回路チューブ１０を通って案内されるにつれて、流れ中断弁７に入る。流れ中断弁７は、流れを断続高周波パルスに切り刻み、これは次に注入ノズル１３に直接入り、上述のようにプロセスを続行する。この実施形態では、装置の要素の大部分を患者インタフェース回路自体に含めることができる。
【００３６】
図５は、流入及び流出を増加及び減少させるために開口１４を部分的に閉塞する手段を提供するように、環状開口調節カラー３１を有する呼吸ヘッド・アセンブリ１１の後部開口１４の代替実施形態組立分解断面図を示す。開口調節カラー穴３２はそれぞれ、安全クラウン３３に囲まれ、不注意による完全な閉塞を防止する。
【００３７】
開口調節カラー３１は、軸方向に調節できるよう、後部開口１４の隣で呼吸ヘッド・アセンブリ１１に滑動自在に取り付けられる。開口調節穴３２が後部開口１４に完全に整列するよう開口調節カラー３１を配置すると、最大の流入及び流出が可能になる。開口調節穴３２が後部開口１４と重なり始めるよう開口調節カラー３１を回転し、開口の開放サイズを効果的に減少させると、流入及び流出がさらに減少する。安全クラウン３３のピークは、指又は手が開口調節カラー穴３２を密閉することを防止することにより、不注意によるその完全な閉塞を解消する。
【００３８】
図５に示した実施形態は、主に流れの入口用に指定できる後部開口１４、及び主に流れの出口用に指定できる前方開口１５（図１、図２、図３及び図４）に適用可能である。
【００３９】
図６は、連続高周波振動呼吸治療器具に組み込む幾つかの追加的形態を含む代替実施形態の略図である。タイマ３４は、患者コンプライアンス・モニタ３５及びＲＦＩＤトランシーバ４２と同様にソース気体１に接続される。レシーバＴ字管３６がチューブ３７をチューブ２２につなぐ。チューブ３７は、他方端が薬剤リザーバ３８に接続される。薬剤リザーバ３８は、チューブ３９を介して噴霧器２１と連絡する。指定された気体源４０は、吸入気体コネクタ４１の一方端に接続される。吸入気体コネクタ４１の他方端は、後部開口１４に接続される。ＲＦＩＤタグ４３は、噴霧器２１のプラスチック壁に埋め込まれる。排出リザーバ４９が、排出リザーバ・チューブ４８によって前方開口１５に接続される。
【００４０】
タイマ３４により、臨床医又は患者は治療の時間を予め設定することができる。治療セッションの終了時に、タイマ３４はソース気体１を終了させて装置をオフに切り換えるか、治療が終了したことを患者に通知する警告を発することができる。患者コンプライアンス・モニタ３５は、患者が器具を使用しているか否かを臨床医が判断できるよう、器具の使用を記録する。薬剤リザーバ３８は、リザーバＴ字管３６によってチューブ２２に接続されたチューブ３７を通して気体流を受ける。薬剤は、薬剤リザーバ３８からチューブ３９を通して噴霧器２１へと給送される。これによって、薬剤を噴霧器２１から離れた位置に保存し、治療が進行するにしたがって、薬剤を噴霧器２１へと連続的に給送することができる。
【００４１】
後部開口１４は、主に吸気用に指定することができる。この場合、吸入気体の内容は、吸入気体コネクタ４１によって指定した気体源４０を後部開口１４につなげることにより制御することができる。前方開口１５は、主に呼気用に指定することができる。この場合、開口１５は、雰囲気に対して開放したままにおくか、排出リザーバ４９につなげることができる。ソース気体１に接続されたＲＦＩＤ（高周波識別）トランシーバ４２は、噴霧器２１に埋め込まれたＲＦＩＤタグ４３から送信された識別情報を認識し、その構成要素が装置と適合するか否かを判断することができる。ＲＦＩＤトランシーバ４２は、構成要素が適合しない場合に、ソース気体１の開始を防止するようプログラムすることができる。
【００４２】
図７は、人工呼吸器の呼吸回路に組み込まれた連続高周波振動装置の代替実施形態の上斜視図を示す。人工呼吸器の回路吸息肢４４及び人工呼吸器の回路呼息肢４５が、人工呼吸器のＹ回路４６に接続される。人工呼吸器の回路吸息肢４４内には呼吸ヘッド・アセンブリ１１が装着され、これは同様に人工呼吸器の吸息肢４４内に装着された回路チューブ１０によって連続高周波振動装置に接続される。
【００４３】
図７の代替実施形態で示した構成により、人工呼吸器の回路から患者を切り離す必要なく、人工呼吸器に接続した患者を治療することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の連続高周波振動呼吸治療装置の略図である。
【図２】本発明の連続高周波振動呼吸治療装置とともに使用する患者インタフェース回路の詳細断面側面図である。
【図３】本発明の連続高周波振動呼吸治療装置とともに使用する患者インタフェース回路の詳細断面上面図である。
【図４】自身内に本発明の呼吸治療装置とともに使用する気体流中断手段を含む患者インタフェース回路の代替実施形態断面側面図である。
【図５】部分的に閉塞する手段、及び不注意による開口の完全な閉塞を防止する手段を有する患者インタフェース回路の後部開口の代替実施形態組立分解断面図である。
【図６】本発明の連続高周波振動呼吸治療装置の代替実施形態の略図である。
【図７】人工呼吸器回路に組み込まれた本発明の連続高周波振動呼吸治療装置の患者回路の代替実施形態の上面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ソース気体
２  ソース気体供給チューブ
３  減圧レギュレータ
４  チューブ
５  コネクタＴ字管
６  チューブ
７  流れ中断器
８  チューブ
９  回路コネクタ
１０  回路チューブ
１１  呼吸ヘッド・アセンブリ
１２  周方向連絡スペース
１３  注入ノズル
１４  後部開口
１５  前部開口
１６  後部フランジ連絡口
１７  ベンチュリ・チューブ
１８  マウスピース
１９  マウスピース開口
２０  エアロゾル同伴ポート
２１  噴霧器
２２  チューブ
２３  減圧オリフィス
２４  回路コネクタ
２５  回路チューブ
２６  前方フランジ連絡口
２７  前方フランジ連絡口
２８  前方ベンチュリ支持フランジ
２９  前方ベンチュリ支持フランジ
３０  後部ベンチュリ支持フランジ
３１  開口調節カラー
３２  開口調節カラー穴
３３  安全クラウン
３４  タイマ
３５  患者コンプライアンス・モニタ
３６  リザーバＴ字管
３７  チューブ
３８  薬剤リザーバ
３９  チューブ
４０  指定気体源
４１  吸息気体コネクタ
４２  ＲＦＩＤトランシーバ
４３  ＲＦＩＤタグ
４４  人工呼吸器の回路吸息肢
４５  人工呼吸器の回路呼息肢
４６  人工呼吸器回路Ｙ
４７  人工呼吸器回路Ｙの患者用コネクタ
４８  排出リザーバ・チューブ
４９  排出リザーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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